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摘要
基于柱壳和拉普拉斯薄膜理论的筒身和封头应力场计算会导致赤道圆处径向位移不协调，出现理论上的结构分离现象，与结构整体承载过程中实际变形不符。针对纤维缠绕复合材料壳体封头变角度、变厚度、变曲率现象导致应力分析困难问题，以该变形不协调为切入点，开展纤维缠绕复合材料封头复杂应力场有矩理论分析，综合考虑赤道圆处存在的几何突变和材料刚度突变结构因素，并等效处理金属接头端面内压载荷为该接触部分复材的等效内压载荷，得到等效后的径向薄膜位移作为控制方程极孔边界条件，构建了基于板壳理论和宏观层合板理论的纤维缠绕复合材料壳体一体化有矩模型，基于该模型探究了极孔附近胀口现象形成机理。进行了?150干法缠绕标准试验壳体打压实验，该理论方法计算结果与实验测试结果对比表明，该方法具有较高的计算精度，结合该理论计算结果，从结构、材料刚度突变方面探究了纤维缠绕壳体封头力学响应复杂的内部机理，以及不同缠绕方案下壳体应力的变化规律。该研究成果可以为纤维缠绕复合材料壳体结构设计提供理论支撑，对设计之初快速了解壳体整体应变状态具有重要意义。
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